Меню

ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПА СУБЛИМАЦИОННОГО ТЕРМОПЕРЕНОСА ДЛЯ ПОЛИМЕРНОГО ДЕКОРИРОВАНИЯ

ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПА СУБЛИМАЦИОННОГО ТЕРМОПЕРЕНОСА
ДЛЯ ПОЛИМЕРНОГО ДЕКОРИРОВАНИЯ

На протяжении последних 30 лет были выполнены многочисленные исследования и разработаны различные способы и технологии декорирования металлоизделий.

К наиболее обстоятельным из них следует отнести:

  • нанесение изображения путем разрушения поверхностного слоя (все виды гравировки);
  • нанесение изображения в структуру метала по технологиям Metalphoto, Gedacolor, Polychromal;
  • поверхностное нанесение на метал изображения: шелкография, сублимационная печать по металлу Grawerton и Colorton;
  • внедрение органического красителя в поры метала по технологии металлографики;
  • формирование рисунка по технологии сублимационного термопереноса;
  • и самое очевидное использование различных покрасочных технологий.

Каждая из технологий является уникальной и имеет свою среду применения. Поэтому выбор одной, или нескольких технологий определяется в первую очередь конкретными требованиями к качеству покрытия и их эксплуатационным характеристикам.

Если рассматривать алюминий как строительный материал (оконно-дверные, фасадные, раздвижные системы и мн. др.), то это в первую очередь альтернатива дереву. Поэтому при выборе способа декорирования указанных систем приоритетными были требования обеспечить максимальное визуальное сходство с деревянными элементами на больших форматах и соответствовать условиям наружного применения.

На первый взгляд этим требованиям удовлетворяет технология комбинированной порошковой покраски (т.н. технология ”мокрым” по “мокрому”).

Однако имеются ограничения по виду и фактуре рисунка и практически отсутствует повторяемость.
Как показали исследования, не сложным для массового производственного применения и, оптимально вписываемым в технологический процесс порошковой покраски, является метод полимерного декорирования с использованием принципа сублимационного термопереноса.

Предприятия, занимающиеся порошковой покраской, могут легко внедрить в свою производственную линию, данную технологию, и при этом диверсифицировать свое производство и повысить его рентабельность.
Сублимационная технология – это способ переноса изображения.

Вначале рисунок в зеркальном отображении формируется чернилами на промежуточном носителе, как правило, это сублимационная пленка. Потом посредством температурного воздействия и давления происходит переход чернил из твердого состояния в газообразное с проникновением красителя внутрь структуры специально обработанной поверхности основы.

Обязательным условием для переноса изображения на основу является либо полимерная структура самого материала, либо наличие полимерного покрытия на его поверхности.

Само название “сублимационный термоперенос” предполагает использование физического явления “сублимация”, т.е. изменение агрегатного состояния вещества (фазовый переход первого рода).

Тогда механизм декорирования можно описать следующим образом: вначале при нагревании происходит увеличение кинетической энергии молекул красителя. Как только она становится больше энергии сублимации Ео, которая равна работе, по преодолению сил молекулярного притяжения, частицы способны покинуть поверхность красителя.

Скорость процесса сублимации определяется выражением

(1)
Где: С – постоянная, зависящая от материала сублимационной бумаги, чернил, а также от количества и ассортимента дисперсионных красителей в их составе;
Т – температура;
к – постоянная Больцмана

Молекулы красителей, входящих в состав сублимационных чернил, обладают способностью диффундировать в внутрь структуры определенных материалов (например полиэфиры).

Поэтому когда молекулы при нагреве оказываются “зажаты” между основой, которая покрашена порошковой краской и сублимационной бумагой, предварительная обработка поверхности которой не позволяет красителю проникать в ее структуру, происходит сам процесс контактного переноса рисунка с сохранением геометрии и контраста за счет их диффузии.

При этом зависимость коэффициента диффузии Do от температуры

(2)
Где: С – постоянная, зависящая от физико-химических характеристик полимерной подложки;
ε – энергия активации.

Формулы (1) и (2) показывают только общий характер поведения кривых двух процессов. Выбор оптимальных режимов с учетом всех переменных факторов, это уже задача далеко выходящая за рамки нашего обзора.

Проникнув внутрь структуры полимера происходит снижение неупорядочного движения молекул, поскольку упаковка частиц в полимере более плотная, чем в газах.

При этом молекулы начинают сближаться и возникающие при этом силы притяжения способствуют их упорядочной упаковке.

В результате внутри структуры полимерного слоя формируется стойкое, удовлетворяющее высоким требованиям в области визуального восприятия, цветное изображения полностью защищенное от внешних воздействий, что практически невозможно достичь при использовании других альтернативных методов.